鐘克輝

鐘克輝

分解爐煤粉分級燃燒技術是一項無需增加運行成本的脫硝技術，通過設計上的不斷優(yōu)化、操作上的精心配合，能夠在不影響產量、質量的情況下，有效降低系統(tǒng)氮氧化物排放總量。華潤水泥的生產實踐證明，分解爐煤粉分級燃燒技術總體脫硝效率可達40%～50%，分解爐作分級燃燒改造后窯系統(tǒng)生產運行穩(wěn)定，對熟料產質量不會造成影響。

1 引言

我公司5 000t/d燒成系統(tǒng)采用φ4.8m×72m三檔支撐回轉窯、雙系列五級預熱器和TTF分解爐。長期以來，回轉窯系統(tǒng)NOX本底濃度偏高，達到1 200～1 300mg/m3（標）[NOX國家排放標準為400mg/m3（標）]。為達到國家排放標準和總量控制的要求，窯系統(tǒng)采用了SNCR的脫硝技術，向分解爐內噴入氨水，但因為噴氨量大，給水泥企業(yè)帶來了一定的成本壓力。為降低SNCR的噴氨量，減少生產運行成本，采用分級燃燒脫硝技術對分解爐進行局部改進，是水泥工業(yè)降低氮氧化物排放的重要技術路線之一。本文就分解爐分級燃燒改造及調試經驗作一介紹。

2 分解爐煤粉分級燃燒改造原理

分解爐分級燃燒技術是在分解爐錐部空間建立脫硝還原燃燒區(qū)，形成缺氧燃燒環(huán)境以便產生CO、CH4、H2、HCN等還原劑。這些還原劑與窯尾煙氣中的NOX發(fā)生反應，將NOX還原成N2等無污染的惰性氣體。此外，分解爐中的煤粉在缺氧條件下燃燒，也抑制了自身燃料型NOX的產生，從而實現(xiàn)水泥生產過程中NOX的減排。

3 分解爐煤粉分級燃燒改造的主要內容

3.1 分解爐煤粉燃燒系統(tǒng)技改

新增四支貧氧燃燒器安裝在分解爐錐體底部，即三次風進風口往下，位于煙室與分解爐接口的膨脹節(jié)以上適當位置，原有四根噴煤管保留兩根，煤粉經分煤器、輸煤管道進入改造后的四根燃燒器和原有的兩根噴煤管。四支貧氧燃燒器在直筒平面內360°均布，將煤粉經噴嘴高速噴入還原區(qū)內，并充分分散，且使噴入的煤粉在爐內形成徑向擴散，從而加大反應力度和延長反應時間，保證缺氧燃燒產生還原氣氛，還原窯尾煙氣中大量的NOX。分解爐煤粉燃燒系統(tǒng)技改見圖1。噴煤管噴煤槍噴煤管噴煤管

圖1 分解爐分級燃燒煤粉系統(tǒng)技改示意圖

3.2 C4分料管技改

對原C4下料管下料位置進行改造，具體方案為：增加兩個分料管，將分出的部分生料喂入分解爐錐體下部新增加的撒料箱。撒料箱位于貧氧燃燒器上方，喂入的生料可以調節(jié)分解爐溫度，防止高溫結皮現(xiàn)象的產生。部分物料進入改造后的低氧還原區(qū)，利用生料中氧化鈣等堿金屬氧化物對煤焦及煤粉還原NOX的催化作用，還原窯爐內生成的NOX。C4分料管技改見圖2。

圖2 C4分料管技改示意圖

4 技改調試情況

2016年8月，我公司對分解爐實施了煤粉分級燃燒技術的改造，在改造后的第一個月，由于對新系統(tǒng)理解不夠，仍按原來的操作思路控制，NOX控制在400mg/m3（標）以下時，氨水用量較技改前降低20%左右，未達到預期目標，同時分解爐錐部溫度高，局部結皮嚴重，窯產量下降200t/d。為解決以上問題，經過不斷摸索，采取了以下措施：

（1）適當降低分解爐送煤羅茨風機轉速，減少送煤風量，以解決分解爐錐部還原區(qū)氧含量仍偏高，還原區(qū)形成不充分的問題。同時進一步減小送煤管道直徑，提高煤粉噴入速度，提升煤粉在分解爐內的分散效果，促進分解爐還原區(qū)的充分形成。

（2）逐漸加大C4進入分解爐錐部生料量，降低了分解爐錐部溫度，解決了局部結皮現(xiàn)象。

（3）下部四個貧氧燃燒器的喂煤比例從40%逐漸調整至60%，提高分解爐錐部還原效果。

（4）調整高溫風機轉速及窯內風與三次風比例，在降低窯尾高溫風機轉速后，逐步增加三次風擋板開度，降低窯內空氣過剩系數，減少窯尾煙室O2含量，同時調整高溫風機轉速，控制預熱器出口O2含量在2%以內。三次風閥門開度及高溫風機轉速的調整以不造成窯內缺氧和產生黃心料為原則。

5 技改效果

通過分解爐煤粉分級燃燒技改及相應系統(tǒng)同步優(yōu)化，主要達到了以下效果：

（1）氨水消耗量明顯下降，下降量達到40%左右，分級燃燒系統(tǒng)脫硝效率達到40%～50%。

（2）操作同步調整后，回轉窯運行正常，對產質量未造成影響。

（3）技改后對煤耗未造成影響。

6 結語

要進一步提高和穩(wěn)定脫硝效率，分解爐分級燃燒改造后的調試及操作優(yōu)化非常重要，需要操作人員領會改造意圖，適應改造后的操作要求。

（1）根據改造后的工藝參數變化情況，需重新調整平衡各控制參數，建議窯尾煙室氧含量控制＜3.0%，分解爐出口氧含量控制在1.5%左右，預熱器出口氧含量控制在2.0%左右，脫硝效果較好。

（2）煤粉分級燃燒技術對煤粉揮發(fā)分適應有一定局限性，揮發(fā)分越高越有利于分解爐錐部還原區(qū)的形成，一般要求煤粉揮發(fā)分達到20%以上。

總之，煤粉分級燃燒技術是一項無需運行成本的脫硝技術，通過設計上的周全考慮、操作上的精心配合，能夠在不影響窯系統(tǒng)產量、質量的情況下，穩(wěn)定地保持脫硝效率，對降低氮氧化物排放總量非常有效，是水泥行業(yè)降低氮氧化物的技術措施之一?！?/p>

TQ172..625.3

A

1001-6171（2017）04-0096-03

華潤水泥控股有限公司，廣東深圳518001；

2017-04-17；編輯：趙蓮